CN113624083A - 一种路堑土石方施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种路堑土石方施工方法，且爆破设计合理，且爆破和开挖阶段皆可在外层设在防坡落石装置，路堑修好之后设置防坡落石装置进行落石防控，解决现有技术中存在的路堑土石方施工过程中落石防护的不佳的技术问题。

Description

一种路堑土石方施工方法

技术领域

本发明涉及路堑爆破开挖的技术领域，尤其涉及一种路堑土石方施工方法。

背景技术

现有的路堑在开挖施工容易造成落石，落石对下方的行车道造成危险会。现有的开挖施工方法和防护结构对落石的防护不佳。其落石防护的不佳主要问题集中在路堑土石方爆破阶段和开挖阶段。其中路堑土石方爆破是指在道路工程施工过程中，使用炸药、雷管等爆破材料对土石方进行爆破，以达到开挖的目的。而如何在路堑土石方施工过程中做好落实防护工作，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的路堑土石方施工过程中落石防护的不佳的技术问题，本发明的目的在于提供一种路堑土石方施工方法。

为达到上述目的，本发明提出了一种路堑土石方施工方法，包括以下步骤：

对路堑开挖段平整场地，进行测量放样，测放出路线中桩，路堑开挖上口边线桩；

(1)对工程范围内路基用人工配合挖掘机、推土机及装载机进行清表，并把清除的表土运至指定地点集中堆放，作为后期场地复耕或回填种植土使用；

(2)按照复测的原地面标高，根据设计图纸上横断面的桩号间距进行放样，定出中桩、边桩、碎落台及路堑顶的开挖位置，保持跟踪测量，确保边坡一次性成型且符合设计及规范要求；

(3)路堑开挖及边坡防护施工；进行路堑土石方开挖，直至路床顶高程，并在路堑边坡顶部设置截水沟，再将路床顶部用平地机整平，刮出路拱并预留压实量，碾压整平；

(4)防坡落石装置的设置以及落石防控；其中在所述石方开挖阶段以及所述石方爆破中，在路堑各坡面外层设在防坡落石装置；所述防坡落石装置为若干个上下逐层设置；

(5)依次对路面基层、面层以及坡脚排水边沟进行施工。

进一步的，步骤(4)中根据开挖深度是否超过4m作为判断依据，采用单层横向挖掘法、多层横向挖掘法、通道式纵挖法中的一种或多种方法组合进行路堑土方开挖；利用松土机械作业法对于风化的软石开挖作业；其中松土方向顺着岩石的下坡方向，间隔1.0～1.5m；路堑次坚石和坚石采用梯段松动控制爆破加边坡预裂光面爆破技术进行施工。

进一步的，步骤(4)中根据开挖深度以及石方数量工点，使用潜孔钻机钻孔或简易钻孔台车钻孔实施梯段松动控制爆破；采用邻近系数m＝a/b＝2.0-2.5梅花形布孔，导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。

进一步的，堑边坡均采用预留光爆层法进行光面爆破，炮眼痕迹率达到80％以上，到最底层2.0m时，均用简易钻孔台车钻孔进行爆破，并严格控制钻孔深度和孔底标高，适当缩小孔距和排距，采用逐排微差起爆方法。

进一步的，顺层路基、岩堆工点、滑坡工点区域路堑开挖时，应自上而下分层开挖、分层防护，分层高度视地质条件决定，高度为2-3m，最大不超过4m；路堑开挖顺层清刷。

进一步的，爆破方法为：

①依据地质条件、开挖运输方式、边坡稳定和建筑安全合理进行爆破组织，采用台阶式和梯段式小型炮孔法爆破；边坡采用预裂或预留保护层光面爆破；

②首先测量放出路堑中心线和开挖边桩线，采用浅孔爆破整理出工作平台，平台宽度不小于6米；

③钻孔：测量放出孔位以白石灰标定、编号，钻凿顺序由远及近、由内向外顺序进行；

④装药爆破：装药前用测绳或炮桂检查孔深和是否堵孔，处理后仍不能满足设计要求，应根据实测孔深修改装药量；

⑤挖、装、外运：台阶爆破后，首先将堆积在坡面上的大块危石清除掉，然后再进行挖装作业；

⑥光面爆破：边孔直径不大于50mm；边孔间距a应由工地实验确定，边孔最小抵抗线W为1.3a，但不超过80cm；减少装药量，比正常减少1/2-1/3，采取细药卷间隔装药；保持炮孔在同一平面内，在主炮之后起爆；

⑦除选择合理的爆破参数和起爆网络、布孔方式；孔底的钻孔偏差不大于15cm。

进一步的，步骤(5)坡落石装置的设置之前检查对边坡变形、地表位。

进一步的，防坡落石装置包括簸形底板、翻斗、固定座和拉力装置；其中簸形底板和翻斗边缘部连接；簸形底板固定在固定座上；固定座两端穿过转轴,与转轴活动连接；转轴固定在路堑上；拉力装置固定在翻斗上部。

进一步的，拉力装置包括耳座和电子伸缩杆；耳座固定在翻斗边缘上部，位于簸形底板的另一边缘；电子伸缩杆一端通过销钉与耳座活动连接，另一端固定在路堑开设的空洞内。

进一步的，翻斗背面，即设计耳座面设置压力传感器；压力传感器与电子伸缩杆电连接。

本发明中防坡落石装置可设置为多个，上下逐层设置，直至落石可以安全到达平台阶梯上，其中簸形底板通过固定在固定座上，固定座两端穿过转轴,与转轴活动连接；转轴固定在路堑上；当落实落入簸形底板上、翻斗内部时，对翻斗侧壁有压力，当达到一定的冲击压力时，通过压力传感器传递给电子伸缩杆；电子伸缩杆伸缩对翻斗施加拉力，将翻斗向下拉，翻斗随着底部的固定座旋转，固定座两端与转轴转动，将翻斗内的落实传向下，直至到达安全平台进行装载。

相对于现有技术，本发明的技术效果为：爆破设计合理，且爆破和开挖阶段皆可在外层设在防坡落石装置，路堑修好之后设置防坡落石装置进行落石防控。

附图说明

其中，图1为爆破基本作业图；

图2为宽孔距小排距梅花形全路堑开挖纵断面布孔图；

图3为宽孔距小排距梅花形全路堑开挖平面布孔图；

图4为；宽孔距小排距孔内延期微差挤压爆破网络图；

图5为；主爆孔间隔装药结构示意图；

图5中，1-雷管脚线；2-堵塞段，一般不小于0.75W；3-上部装药，一般为总装药量的1/3-1/4；4-间隔段；5-底部装药；6-雷管；

图6为；装药结构示意图；

图6中，1-导爆索；2-堵塞段；3-正常装药段；4-底部增强装药段；

图7为全路堑开挖横断面图；

图8为防坡落石装置的结构示意图；

其图8中，1-簸形底板；2-翻斗；3-固定座；4-耳座；5-电子伸缩杆；6-销钉；7-压力传感器；

图9为深孔梯段爆破施工工艺流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

为达到上述目的，本实施例提出了方法，包括以下步骤：

(1)对路堑开挖段平整场地，进行测量放样，测放出路线中桩，路堑开挖上口边线桩；

(2)对工程范围内路基用人工配合挖掘机、推土机及装载机进行清表，并把清除的表土运至指定地点集中堆放，作为后期场地复耕或回填种植土使用；

(3)按照复测的原地面标高，根据设计图纸上横断面的桩号间距进行放样，定出中桩、边桩、碎落台及路堑顶的开挖位置，保持跟踪测量，确保边坡一次性成型且符合设计及规范要求。

路堑土石方开挖施工准备

本实施例标段涉及到爆破的地层主要为第⑩层中风化砂岩，分布在本标段各处，每次爆破尽可能多的爆破点。

施工前首先进行导线点坐标和水准点高程的联测、复核，根据施工需要对导线点和水准点进行加密。恢复路基中线并加密中桩，进行原地面高程和横断面的复测，钉出路基用地界桩和开挖边线、天沟等的具体位置桩。施工前按图恢复中线，复测横断面，测设出开挖、填筑边线，报监理工程师审批后，先做出堑顶截水沟及路基防护设施，为土石方施工做好准备。土石方开挖不论工程量、开挖深度大小，均应按设计自上而下进行，开挖一级防护一级。不得乱挖和超挖，严禁掏洞取土。

(4)路堑开挖及边坡防护施工；进行路堑土石方开挖，直至路床顶高程，并在路堑边坡顶部设置截水沟，再将路床顶部用平地机整平，刮出路拱并预留压实量，碾压整平；其中在所述石方开挖阶段以及所述石方爆破中，在路堑各坡面外层设在防坡落石装置；所述防坡落石装置为若干个上下逐层设置；

以下对路堑土石方开挖方法进行详细的描述：路堑土石方开挖方法包括：单层横向挖掘法：从开挖路堑的一端或两端按断面全宽一次性开挖到设计标高，逐渐向纵深挖掘，当开挖深度不超过4m时，采用此种开挖方法。

多层横向挖掘法：从开挖路堑的一端或两端按横断面分层开挖至设计标高，逐渐向纵深挖掘，当开挖深度超过4m时，采用此种开挖方法。

通道纵挖法：先沿路堑纵向挖掘一条通道，然后利用通道将两侧拓宽扩大工作面，并利用该通道做为运土路线及场内排水的出路。当一层通道拓宽至路堑边坡后，再挖下层通道，如此向纵深挖至路基设计标高。该法适用于路堑较长、较深的路堑开挖。

石方开挖采用松土机械作业法。对于风化较严重的软石采用松土机械作业法，选用带单齿松土器的大马力推土机把软石破碎钩松，表层翻松后，用推土机进行搬运集堆，然后再用挖掘机或装载机配合自卸汽车运输，形成松土→外运的机械循环作业。在选择松土器时，先对岩石性质进行分析判断并根据岩石的室内试验(抗压强度、抗拉强度)判断各种型号松土器的壁开性能。松土时松土方向顺着岩石的下坡方向，间隔1.0～1.5m。

石方爆破基本作业

①依据地质条件、开挖运输方式、边坡稳定和建筑安全合理进行爆破组织，采用台阶式和梯段式小型炮孔法爆破；边坡采用预裂或预留保护层光面爆破。每次爆破作业均应进行设计。

②首先测量放出路堑中心线和开挖边桩线，采用浅孔爆破整理出工作平台，平台宽度一般不小于6米。

③钻孔：测量放出孔位以白石灰标定、编号，钻凿顺序由远及近、由内向外顺序进行。钻机移位时，要注意保护成孔和孔位标记。

④装药爆破：装药前用测绳或炮桂检查孔深和是否堵孔，处理后仍不能满足设计要求，应根据实测孔深修改装药量，一次孔数较多，装药结构及引爆较复杂时，需加强工地指挥和组织检查工作。

⑤挖、装、外运：台阶爆破后，首先将堆积在坡面上的大块危石清除掉，然后再进行挖装作业。为给挖掘机创造工作条件，应用推土机辅助清理场地和道路，运输车辆为15t以上自卸车与挖掘机组成一个机械运输班组，形成流水作业。

⑥光面爆破：边孔直径不大于50mm。边孔间距a应由工地实验确定，一般a＝16d，曲面边孔适当加密。边孔最小抵抗线W一般采用1.3a，但不宜超过80cm。减少装药量，应比正常减少1/2-1/3，采取细药卷间隔装药。保持炮孔在同一平面内，在主炮之后起爆。

光面爆破施工工艺流程如图1：

Ⅰ对于开挖深度大于6.0m，且石方数量较大的工点，采用小型潜孔钻机钻孔，实施梯段松动控制爆破。

Ⅱ对于开挖深度小于6.0m，且石方数量较小的工点，采用简易钻孔台车钻孔，实施梯段松动控制爆破。

Ⅲ为提高破碎效果，降低大块率，并降低爆破震动效应，采用大孔距、小排距(邻近系数m＝a/b＝2.0～2.5)梅花形布孔如图2-3，并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破如图4；其中只有在大直径炮孔φ＞150mm和高梯段H＞10m时，才有可能需要间隔装药。只有药卷直径太粗，单位长度装药量大于设计线装药密度太多时，才间隔装药。

Ⅳ为确保边坡稳定、美观，路堑边坡均采用预留光爆层法进行光面爆破。采用潜孔钻机沿边坡面钻孔进行光面爆破时，如边坡设计有平台，可分平台进行光爆；如设计坡面无平台时，可从堑顶沿坡面钻孔，一次钻到坡脚进行光爆。采用简易钻孔台车钻孔进行光面爆破时，因受钻孔深度限制，采用小台阶式光面爆破。无论采用何种光爆方法，确保炮眼痕迹率达到80％以上。

Ⅴ为确保基底平整坚实，不论采用潜孔钻机还是简易钻孔台车钻孔进行爆破，到最底层2.0m时，均用简易钻孔台车钻孔进行爆破，并严格控制钻孔深度和孔底标高，适当缩小孔距和排距，采用逐排微差起爆方法。

Ⅵ顺层路基、岩堆工点、滑坡工点区域路堑开挖时，应自上而下分层开挖、分层防护，分层高度视地质条件决定，一般为2-3m，最大不超过4m。

Ⅶ顺层路堑开挖应保证顺层清刷，不得欠挖，切忌在坡脚大拉槽开挖，以免形成顺层滑坡，爆破时应严格控制药量，严禁放大炮，坡面不平整处用浆砌片石嵌补。

Ⅷ硬质岩石基床,将路基面做成平面，施工时采用控制爆破，做到路基面平顺，肩棱整齐，发现凹凸不平处用渗水料补平，并加强碾压。

⑦除选择合理的爆破参数和起爆网络、布孔方式如图4-6，更应掌握施工方法，在施工时要掌握“孔深、方向和倾斜角度”三大要素，一般孔底的钻孔偏差不大于15cm，深孔梯段爆破施工工艺如图9。

(5)防坡落石装置的设置以及落石防控；

(6)依次对路面基层、面层以及坡脚排水边沟进行施工，形成的全路堑开挖横断面如图7。

为进一步优化本实施例提出了，防坡落石装置如图8，包括簸形底板1、翻斗2、固定座3和拉力装置；其中簸形底板1和翻斗2边缘部连接；簸形底板1固定在固定座3上；固定座3两端穿过转轴,与转轴活动连接；转轴固定在路堑上；拉力装置固定在翻斗2上部。拉力装置包括耳座4和电子伸缩杆5；耳座4固定在翻斗2边缘上部，位于簸形底板1的另一边缘；电子伸缩杆5一端通过销钉6与耳座4活动连接，另一端固定在路堑开设的空洞内。

为进一步优化本实施例提出了，翻斗2背面，即设计耳座4面设置压力传感器7；压力传感器7与电子伸缩杆5电连接。

本实施例中防坡落石装置可设置为多个，上下逐层设置，直至落石可以安全到达平台阶梯上，其中簸形底板1通过固定在固定座3上，固定座3两端穿过转轴,与转轴活动连接；转轴固定在路堑上；当落实落入簸形底板1上、翻斗2内部时，对翻斗2侧壁有压力，当达到一定的冲击压力时，通过压力传感器7传递给电子伸缩杆5；电子伸缩杆5伸缩对翻斗2施加拉力，将翻斗2向下拉，翻斗2随着底部的固定座3旋转，固定座3两端与转轴转动，将翻斗2内的落实传向下，直至到达安全平台进行卸载。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种路堑土石方施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对路堑开挖段平整场地，进行测量放样，测放出路线中桩，路堑开挖上口边线桩；

(2)对工程范围内路基用人工配合挖掘机、推土机及装载机进行清表，并把清除的表土运至指定地点集中堆放，作为后期场地复耕或回填种植土使用；

(3)按照复测的原地面标高，根据设计图纸上横断面的桩号间距进行放样，定出中桩、边桩、碎落台及路堑顶的开挖位置，保持跟踪测量，确保边坡一次性成型且符合设计及规范要求；

(4)路堑开挖及边坡防护施工；进行路堑土石方开挖，直至路床顶高程，并在路堑边坡顶部设置截水沟，再将路床顶部用平地机整平，刮出路拱并预留压实量，碾压整平；后进行石方爆破；

(5)防坡落石装置的设置以及落石防控；其中在所述石方开挖阶段以及所述石方爆破中，

在路堑各坡面外层设在防坡落石装置；所述防坡落石装置为若干个上下逐层设置；

(6)依次对路面基层、面层以及坡脚排水边沟进行施工。

2.如权利要求1所述的填施工方法，其特征在于，步骤(4)中根据开挖深度是否超过4m作为判断依据，采用单层横向挖掘法、多层横向挖掘法、通道式纵挖法中的一种或多种方法组合进行路堑土方开挖；利用松土机械作业法对于风化的软石开挖作业；其中松土方向顺着岩石的下坡方向，间隔1.0～1.5m；路堑次坚石和坚石采用梯段松动控制爆破加边坡预裂光面爆破技术进行施工。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(4)中根据开挖深度以及石方数量工点，使用潜孔钻机钻孔或简易钻孔台车钻孔实施梯段松动控制爆破；采用邻近系数m＝a/b＝2.0-2.5梅花形布孔，导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。

4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于，路堑边坡均采用预留光爆层法进行光面爆破，炮眼痕迹率达到80％以上，到最底层2.0m时，均用简易钻孔台车钻孔进行爆破，并严格控制钻孔深度和孔底标高，适当缩小孔距和排距，采用逐排微差起爆方法。

5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，顺层路基、岩堆工点、滑坡工点区域路堑开挖时，应自上而下分层开挖、分层防护，分层高度视地质条件决定，高度为2-3m，最大不超过4m；路堑开挖顺层清刷。

6.如权利要求3或4所述的施工方法，其特征在于，爆破方法为：

①依据地质条件、开挖运输方式、边坡稳定和建筑安全合理进行爆破组织，采用台阶式和梯段式小型炮孔法爆破；边坡采用预裂或预留保护层光面爆破；

②首先测量放出路堑中心线和开挖边桩线，采用浅孔爆破整理出工作平台，平台宽度不小于6米；

③钻孔：测量放出孔位以白石灰标定、编号，钻凿顺序由远及近、由内向外顺序进行；

④装药爆破：装药前用测绳或炮桂检查孔深和是否堵孔，处理后仍不能满足设计要求，应根据实测孔深修改装药量；

⑤挖、装、外运：台阶爆破后，首先将堆积在坡面上的大块危石清除掉，然后再进行挖装作业；

⑥光面爆破：边孔直径不大于50mm；边孔间距a应由工地实验确定，边孔最小抵抗线W为1.3a，但不超过80cm；减少装药量，比正常减少1/2-1/3，采取细药卷间隔装药；保持炮孔在同一平面内，在主炮之后起爆；

⑦除选择合理的爆破参数和起爆网络、布孔方式；孔底的钻孔偏差不大于15cm。

7.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(5)坡落石装置的设置之前检查对边坡变形、地表位。

8.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述防坡落石装置包括簸形底板、翻斗、固定座和拉力装置；其中所述簸形底板和所述翻斗边缘部连接；所述簸形底板固定在所述固定座上；所述固定座两端穿过转轴,与所述转轴活动连接；所述转轴固定在所述路堑上；所述拉力装置固定在所述翻斗上部。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述拉力装置包括耳座和电子伸缩杆；所述耳座固定在所述翻斗边缘上部，位于所述簸形底板的另一边缘；所述电子伸缩杆一端通过销钉与所述耳座活动连接，另一端固定在路堑开设的空洞内。

10.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述翻斗背面，即设计所述耳座面设置压力传感器；所述压力传感器与所述电子伸缩杆电连接。

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